摘要：众所周知，无人机遥感应用越来越广泛。无人机遥感作为一种新型航空遥感手段，是卫星遥感与载人航空遥感的有力补充。通过无人机遥感可以完成水土流失成因、强度、影响范围及其防治成效等的实时动态监测，完成国家级或省级水土流失综合治理工程的过程检查、竣工验收和验收成果抽查，实现水土保持重点工程由传统粗放式管理到精细化、信息化管理模式的重要转变，完成生产建设项目全过程、全方位动态监管，有效防止生产过程中人为水土流失的发生。
关键词：无人机；遥感；水土保持
引言
传统水土保持的研究调查主要依靠野外实验和巡查法，其人为干预性较大；径流小区观测法、桩钉法、沉沙池法等方法，受布设位置、密度限制以及工程扰动多种因素的影响，致使实施难度大且监测精度差，而且数据的处理大多依靠半定量模型运算，模型中的数据录入和运算等环节必须依赖人工；卫星遥感受卫星运行轨道限制，常有云层遮挡、同谱异物、异谱同物等不利因素，不能实现自动化、智能化的数据传输和结果输出，大大增加水土保持调查研究的资金成本和时间成本。
1无人机遥感监测技术的特点
无人机遥感监测技术通过利用先进的无人机为空中平台并在其上搭载各种先进的遥感传感器和通信技术、GPS差分定位设备等。无人机遥感监测技术能够通过无人机的快速机动能力通过遥感传感器所获得的各项遥感数据并通过计算机来处理各类繁复的传感器信息，并按照一定的精度要求制作成图像。无人机飞行器具有结构简单、使用成本低、巡航距离远等的特点。相较于传统的卫星遥感监测技术，无人机遥感监测技术在水土保持监测方面更加精细，能够与卫星遥感监测技术形成良好的互补。无人机遥感监测技术采用无人机作为搭载平台不受场地限制，由于无人机起飞距离较短且对于起飞场地的要求较低，能够在操场、公路或是其他一些较为开阔的场地或是平坦的地面上进行起飞或是降落，加之无人机的重量轻、体积小能够优于有人遥感监测技术实现快速转场。加之无人机遥感监测技术在水土保持监测过程中可以遥控无人机进行较低高度的飞行，从而使得无人机遥感监测技术在水土保持监测上能够获得比卫星遥感监测更高的图片分辨率与分辨精度。无人机遥感监测技术在水土保持监测中所获得的高分辨率图片能够方便工作人员在较小的空间尺度上观察地表的细节变化，同时使得遥感人员进行大比例尺遥感制图以及人为活动对环境所造成的影响进行监控成为了现实。无人机遥感监测技术在水土保持监测中能够与卫星遥感监测形成良好的互补，在一些卫星遥感拍摄盲区可以通过无人机遥感监测技术实现对于水土保持的良好拍摄，同时无人机遥感监测技术在水土保持监测上能够适用于一些有人飞机所不宜执行的任务。
2无人机遥感系统技术体系
2.1数据获取
2.1.1航线规划
航线规划前，首先要查阅资料判定航拍区域是否在国家划定的禁飞区内，并对航拍区域进行实地踏勘；结合区域遥感影像和DEM（数字高程模型），掌握整个区域的地形地貌、地形起伏度及相对高差等；根据项目区范围和数字成果精度要求进行航线规划，设置航线的飞行方向、飞行高度、相机角度、飞行的航向重叠度和旁向重叠度等参数，通常情况下，尽量保证航向重叠度大于70%、旁向重叠度大于50%（可根据实际情况调整）。
2.1.2地面控制点布设
如果对成果精度要求较高，可以布设地面控制点对成果进行校正，以此来提高影像的精度。地面控制点布设遵循“保证数量、均匀分布”原则，通常在项目区内均匀布设5-8个易于识别的彩色标志作为地面控制点，并使用差分GPS测得控制点的准确经纬度和高程信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1.3获取航空遥感数据
在无人机地面站系统中对规划的飞行任务进行检测，确保无人机及地面站系统各项指标信息正常且飞行任务规划合理无误后，再执行飞行计划，获取项目区多景航空遥感影像。
2.2数据处理
使用Pix4Dmapper软件对多景原始数据进行处理，生成DOM和DSM等成果。主要包括4个步骤：①原始数据准备。包括影像数据、POS数据及控制点数据，要确保原始数据的完整性，检查获取的影像中有没有质量不合格的相片，同时查看POS数据文件，检查航带变化处的相片号，防止POS数据中的相片号与影像数据相片号不对应。②建立数据处理项目。导入影像照片和POS数据，建立照片阵列，设置图像坐标系统和地理定位、方向等相关参数。③导入控制点文件。在有控制点和无控制点的条件下，都可基于原始静态照片重建三维模型，生成DOM或者DSM产品。④建立密集点云并进行全自动空三加密生成高精度的DEM和DOM成果。
3无人机遥感在水土保持领域的应用研究
3.1典型小流域综合整治设计
由我国下发的有关编制规程可知，在设计典型小流域综合整治时，必须要先调研分析其林草覆盖率、土地应用、水土流失等基础情况。这些信息都可利用无人机遥感得到，在不具备大比例尺地形图的状况下，还可使用其立体像获得图坡度数据，成功解决基础资料缺乏的难题，迅速高效。无人机遥感技术的运用，能防止因传统手段无法落实致使设计工作基础材料不准确、预防措施分布不科学等问题发生。所以，在典型小流域综合整治设计中，无人机遥感在其中发挥了举足轻重的作用。
3.2监督执法
由于此项工作的工作量较多、涉及面比较广，所以使用高精度的遥感影像调研和现场监督审查相融合的天地一体化管理方式就此诞生，全方位对项目水土保持影响状况与防范措施的落实情况展开监督，保证影响满足我国法律规定要求以及防范措施科学有效。无人机依靠其覆盖范畴广、全视角以及实效性强的特点，辅以遥感控制快速获得项目所在区域内的所有影像资料，对水土保持情况实施全面的、随时的、精准的监督管理。决定实地和影像技术标识后，利用面向对象分类方法或者人机交互解释方法，得到防范责任范围图，并展开比较剖析。依靠无人机遥感，不但能实时监管项目地区内所有水土保持防范指标，还能做到实时执法、精准执法。
3.3土保持方案编制
生产建设项目主要分为点状工程和线状工程，长距离线状工程主要涉及公路、铁路、石油或天然气管道工程等开发建设项目，其水土保持方案的编制，主要面临工程布局跨度大、线路长、数据获取不足的困难。借助无人机遥感技术可以在短时间内准确掌握建设项目所在区域的地形地貌和水土流失情况，确定建设项目的防治责任范围，进行水土保持分区设置和水土保持防治措施布局。通过无人机遥感传输的点云数据和影像数据，绘制项目的大比例尺地形图和三维影像地图，进而确定项目取土场、弃土场和弃渣场的位置，预测水土流失量，完成水土保持防治措施的设计。
结语
总之，无人机遥感作为一种新型的遥感平台，是卫星遥感和传统航空遥感的有力补充。因其具有机动灵活、受天气干扰小、高分辨率及三维建模的独特优势，目前已应用于水土保持监测、水土保持监管及水土保持方案编制和设施验收评估等方面，能满足水土保持相关数据动态、准确、及时获取的需求，弥补了传统野外调查方法劳力费时的缺陷，增强了水土保持工作的预见性、计划性和目的性，成为一种新的水土保持监测和监管手段。随着硬件设备的不断更新优化，遥测技术、信息技术等相关软件技术的进一步发展，无人机遥感系统的智能化优势越发凸显，在水土保持各领域发挥更为重要的作用。
参考文献：
[1]赵俊喜.无人机遥感监测在水土保持监测中的应用[J].中国新技术新产品，2018（10）：9-10.
[2]赵俊华.无人机遥感在水土保持领域的应用[J].人民长江，2017，48（12）：33-35.
论文作者:陈许1,刘波2,刘涛3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：遥感论文; 无人机论文; 水土保持论文; 技术论文; 数据论文; 影像论文; 项目论文; 《基层建设》2019年第13期论文;